Нагрев воды: распределение температур по высоте жаровой трубы при работе самовара на древесном угле таково: самая высокая температура в области очага горения, то есть внизу; верхняя часть жаровой трубы нагрета меньше.

Для нагрева и кипячения воды такое распределение температуры по высоте оптимальное. Более горячая и поэтому более легкая вода поднимается вверх, в полном соответствии с законом Архимеда, а ее место занимает холодная и более тяжелая, из верхних слоев резервуара.
Таким образом, благодаря естественной конвекции жидкость интенсивно циркулирует, перемешивается и равномерно прогревается по всему объему. Коэффициент полезного действия петербургского самовара на угле не менее 70%.
При топке самовара дровами распределение температур по высоте жаровой трубы получается другим. Наиболее сильно жаровая труба нагревается в зоне сужения, то есть в верхней части теплообменника; в нижней же части топки совсем не жарко, так что нагрев воды происходит в основном у крышки самовара. Нагретая и более легкая вода так вверху и остается, а конвекция не возникает.
Е. Е. Грейлих. Своими средствами
Когда петербургский самовар, переведенный на дрова, начинает шипеть и брызгать из-под крышки горячими каплями, это совсем не означает, что вода вскипела. Жидкость, находящаяся в придонной области и наполняющая чашки через кран, может оказаться чуть теплой. Теплопроводность воды невысокая, и без конвекции она прогревается слабо.
Низкие температуры в жаровой трубе приводят к тому, что из древесины активно выделяются смолы и конденсат, загрязняющие топку самовара. Коэффициент полезного действия самовара на дровах близок к 15%.
Техника безопасной эксплуатации самовара
 
Водой резервуар самовара наполняют всегда полностью, иначе при местном перегреве соединения тонкостенных элементов, выполненные оловянно-свинцовым припоем, могут распаяться.
Перед растопкой самовара решетку закрывают несколькими крупными кусками угля. В отличие от каменного угля, для розжига древесного нужна температура относительно невысокая. Заготавливают пучок лучины, лучше березовой, зажигают и опускают разгоревшийся факел в жаровую трубу.